DE3038102C2 - Elektronisches, berührungslos arbeitendes Schaltgerät - Google Patents

Elektronisches, berührungslos arbeitendes Schaltgerät

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DE3038102C2 DE3038102A DE3038102A DE3038102C2 DE 3038102 C2 DE3038102 C2 DE 3038102C2 DE 3038102 A DE3038102 A DE 3038102A DE 3038102 A DE3038102 A DE 3038102A DE 3038102 C2 DE3038102 C2 DE 3038102C2
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Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches, berührungslos arbeitendes Schaltgerät, mit einem von außen beeinflußbaren Anwesenheitsindikator, einem von dem Anwesenheitsindikator steuerbaren elektronischen Schalter, z. B. einem Transistor, einem Thyristor oder einem Triac, und einem Zustandsindikator, wobei der Anwesenheitsindikator dann den Schaltzustand des elektronischen Schalters umsteuert, wenn der Beeinflussungszustand des Anwesenheitsindikators eine vorgegebene Ansprechschwelle überschreitet, und wobei durch den Zustandsindikator unterschiedliche Beeinflussungszustände des Anwesenheitsindikators — Anwesenheitsindikator nicht beeinflußt (Beeinflussungszustand I), Anwesenheitsindikator innerhalb eines mittleren Beeinflussungsbereiches beeinflußt (Beeinflussungszustand II), Anwesenheitsindikator oberhalb des mittleren Beeinflussungsbereiches beeinflußt (Beeinflussungszustand III) — angezeigt werden.
Elektronische Schaltgeräte, die also kontaktlos ausgeführt sind, werden in zunehmendem Maße anstelle von elektrischen, mechanisch betätigten Schaltgeräten, die kontaktbehaftet ausgeführt sind, in elektrischen Meß-, Steuer- und Regelkreisen verwendet. Dies gilt insbesondere für sogenannte Annäherungsschalter, d. h. für elektronische Schaltgeräte, die berührungslos arbeiten. Mit solchen Annäherungsschaltern wird indiziert, ob sich ein Beeinflussungselement, für das der entsprechende Annäherungsschalter sensitiv ist, dem Annäherungsschalter hinreichend weit genähert hat (Hat sich nämlich ein Beeinflussungselement, für das der entsprechende Annäherungsschalter sensitiv ist, dem Anwesenheitsindiktor hinreichend weit genähert, so steuert der Anwesenheitsindikator den elektronischen Schalter um — d. h. bei einem als Schließer ausgeführten Schaltgerät wird der nicht leitende elektronische Schalter nunmehr leitend, während bei einem als Öffner ausgeführten Schaltgerät der leitende elektronische ir Schalter nunmehr sperrt)
Wesentlicher Bestandteil von elektronischen Schaltgeräten der eingangs und zuvor beschriebenen Art ist also u. a. der von außen beeinflußbare Anweienheitsindikator. Als Anwesenheitsindikator kann z. B. ein induktiv oder kapazitiv beeinflußbarer Oszillator vorgesehen sein; es handelt sich dann um induktive oder kapazitive Annäherungsschalter (vgl. z. B. die deutschen Offenlegungsschriften bzw. Auslegeschriften bzw. Patentschriften 19 51 137, 19 66 178, 19 66 213, 20 36 840, 2127 956, 22 03 038, 22 03 039, 22 03 040, 22 03 906, 23 30 233, 23 31732, 23 56 490, 26 13 423, 26 16 265, 26 16 773, 26 28 427, 27 11877 und 27 44 785). Als Anwesenheitsindikator kann z. B. auch ein Lichtempfänger, z. B. ein Fotowiderstand eine Fotodiode oder ein Fototransistor, vorgesehen sein; es handelt sich dann um optoelektronische Annäherungsschalter (vgl. z. B. die deutsche Offenlegungsschrift 28 24 582).
(Optoelektronische Annäherungsschalter weisen einen Lichtsender und einen Lichtempfänger auf und werden auch als Lichtschranken bezeichnet. Dabei unterscheidet man zwischen einem Lichtschrankentyp, bei dem der Lichtsender und der Lichtempfänger auf entgegengesetzten Seiten einer Überwachungsstrecke angeordnet sind, und einem Lichti.:hrankentyp, bei dem der Lichtsender und der Lichtempfänger am gleichen Ende einer Überwachungsstrecke angeordnet sind, während ein am anderen Ende der Überwachungsstrekke angeordneter Reflektor den vom Lichtsender ausgehenden Lichtstrahl zum Lichtempfänger zurück reflektiert. In beiden Fällen spricht der Anwesenheitsindikator an, wenn der normalerweise vom Lichtsender zum Lichtempfänger gelangende Lichtstrahl durch ein in die Überwachungsstrecke gelangtes Beeinflussungselement unterbrochen wird. Es gibt jedoch auch Lichtschranken des zuletzt beschriebenen Lichtschrankentyps, bei dem der vom Lichtsender kommende Lichtstrahl nur durch ein entsprechendes Beeinflussungselement zum Lichtempfänger zurück reflektiert wird).
Im folgenden werden als Beispiel immer optoelektronische Annäherungsschalter behandelt. Gleichwohl gelten alle Ausführungen jedoch immer auch für andere Arten von elektronischen Schaltgeräten der eingangs beschriebenen und zuvor erläuterten Art, insbesondere für induktive und für kapazitive Annäherungschalter.
Ein weiterer wesentlicher Bestandteil von elektronischen Schaltgeräten der eingangs und zuvor beschriebenen Art ist der Zustandsindikator, durch den unterschiedliche Beeinflussungszustände des Anwesenheitsindikators angezeigt werden.
Zunächst sind elektronische, berührungslos arbeitende Schaltgeräte mit einem Zustandsindikator bekannt, bei denen der Zustandsindikator, z. B. als Licht
emittierende Diode (LED) ausgeführt, nur die dualen Informationen »Ansprechschwelle unterschritten« und »Ansprechschwelle überschritten« liefert, als Licht emittierende Diode (LED) ausgeführt also nicht leuchtet oder leuchtet. Regelmäßig ist dabei der Zustandsindikator so an das übrige Schaltgerät angeschlossen, daß er die dualen Informationen »elektronischer Schalter gesperrt« bzw. »elektronischer Schalter leitend« liefert.
Bei dem eingangs beschriebenen Schaltgerät, vom dem die Erfindung ausgeht, einem optoelektronischen Annäherungsschalter, liefert der Zustandsindikator nicht nur die beiden zuvor erläuterten dualen Informationen. Vielmehr werden drei unterschiedliche Informationen geliefert, nämlicii die Informationen »Anwesenheitsindikator nicht beeinflußt (Beeinflussungszustand I)«, »Anwesenheitsindikaior innerhalb eines mittleren Beeinflussungsbereiches beeinflußt (Beeinflussungszustand il)« und »Anwesenheitsindikator oberhalb des mittleren Beeinflussungsbereiches beeinflußt (Beeinflussungszustand II!)«. Dabei ist der Zustandsindikator als besondere Licht emittierende Diode (LED) ausgeführt, die in Abhängigkeit von der Lichtstär! 2 des den Lichtempfänger treffenden Lichtstrahls nicht leuchtet, rot leuchtet oder grün leuchtet. Die Licht emittierende Diode (LED) leuchtet dann rot, wenn der Anwesenheitsindikator innerhalb eines mittleren Beeinflussungsbereiches (Beeinflussungszustand II) beeinflußt ist. Damit verbunden ist die Information, daß ein stabiler Schaltzustand nicht vorliegt, daß sich vielmehr der existente Schaltzustand durch äußere Einflüsse, z. B. durch Temperaturschwankungen, ändern kann.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, dai Schaltgerät der eingangs beschriebenen und zuvor im einzelnen erläuterten Art einerseits in bezug auf die Aussagekraft der Zustandsindikation, andererseits in bezug auf seine Funktionstüchtigkeit als elektronische, berührungslos arbeitendes Schaltgerät zu verbessern.
Das erfindungsgemäße Schaltgerät, bei dem die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Beeinflussungsbereich des Anwesenheitsindikators (Beeinflussungszustand II) in einen unterhalb der Ansprechschwelle liegenden Beeinflussungsbereich (Beeinflussungszustand Wa) und in einen oberhalb der Ansprechschwelle liegenden Beeinflussungsbereich (Beeinflussungszustand Wb) unteneilt ist und der Zustandsindikator wäiirend der Beeinflussungszustände Ha und Wb Lichtimpulsfolgen unterschiedlicher Impulsfrequenz abgibt. (Die Beeinflussungszustände Ha und Wb können natürlich auch anders als durch Impulsfolgen unterschiedlicher Impulsfrequenz erkennbar gemacht werden.)
Bei dein elektronischen, berührungslos arbeitenden Schaltgerät, von dem die Erfindung ausgeht, kann der Zustandsindikator, wie dargelegt, die Information liefern, daß ein stabiler Schaltzustand nicht vorliegt, daß sich vielmehr der existente Schaltzustand durch äußere Einflüsse, z. B. durch Temperaturschwankungen, ändern kann. Ist nun der Schaltzustand, der als labiler Schaltzustand die Licht emittierende Diode (LED) rot aufleuchten läßt, der Schaltzustand »elektronischer Schalter leitend« (bei einem als Schließer ausgeführten Schaltgerät, umgekehrt bei einem als öffner ausgeführten Schaltgerät), so enthält diese Zustandsindikation keine Aussage darüber, wohin dieser labile Schaltzustand tendiert, — zu dem labilen Schaltzustand »elektronischer Schalter gesperrt« oder zu dem stabilen Schaltzustand »elektronischer Schalter leitend«. (Entsprechendes gilt, wenn der Schaltzustand, der als labiler Schaltzustand die Licht emittierende Diode (LED) rot aufleuchten läßt, der Schaltzustand »elektronischer Schalter gesperrt« ist.) Demgegenüber liefert bei eiern erfindungsgemäßen Schaltgerät iier Zustandsindikator — neben den Zustandsindikationen »elektronischer Schalter gesperrt, stabiler Schaltzustand« (Beeinflussungszustand I) bzw. »elektronischer Schalter leitend, stabiler Schaltzustand« (Beeinflussungszustand III) — die Zustandsindikationen »elektronischer Schalter gesperrt, labiler Schaltzusland« (Beeinflussungszustand Wa) und »elektronischer Schalter leitend, !abiler Schaltzustand« (Beeinflussungszustand Wb). Diese Zustandsindikationen sind eine wertvolle Justierhilfe beim Einbau solcher Schaltgeräte, — so daß dann der Slogan »Einbauen und Vergessen« gerechtfertigt ist.
Elektronische Schaltgeräte der in Rede stehenden Art werden oft als sogenannte Zweilei'.ergeräte ausgeführt, d. h. sie weisen insgesamt nur zwei Anschlußleiter auf, — wie dies bei elektromechanischen, kontaktbehafteten Schaltgeräten auch der Fall ist Im Gegensatz zu elektromechanischen, kontaktbeharfeten .Schaltgeräten benötigen elektronische Schaltgeräte der in Rede stehenden Art aber sowohl im Schaltzustand »elektronischer Schalter gesperrt« als auch im Schaltzustand »elektronischer Schalter leitend« elektrische Energie; d. h. über solche elektronischen Schaltgeräte fließt auch im Schaltzustand »elektronischer Schalter gesperrt« Strom und an solchen elektronischen Schaltgeräten tritt auch im Schaltzustand »elektronischer Schalter leitend« ein Spannungsabfall auf.
Wenn es nun zuvor bei der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe geheißen hat, es solle die Funktionstüchtigkeit des eingangs beschriebenen Schaltgerätes verbessert werden, dann ist dies in bezug auf die zuvor erläuterten Zweileitergeräte gemeint und hat dies zum Inhalt, den im labilen Schaltzustand »elektronischer Schalter gesperrt« über das in Rede stehende Schaltgerät fließenden Strom gering iu halten.
Das erfindungsgemäße Schaltgerät, bei dem die zuvor dargelegte Aufgabe gelöst ist, weist als Zustandsindikat· r eine Licht emittierende Diode (LED) auf und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Zustandsindikator, also die Licht emittierende Diode, während der Beeinflussungszustände Ha und Wb Lichtimpulsfolgen unterschiedlicher Impulsfrequenz abgibt. Dieser Lehre kommt auch losgelöst von der zuvor erläuterten Lehre erfinderische Bedeutung zu. Insbesondere ist diese Lehre auch auf das elektronische Schaltgerät, von dem die Erfindung ausgeht, anwendbar, wenn der mittlere Beeinflussungsbereich des Anwesenheitsindikators nicht in der zuvor erläuterten Weise unterteilt ist.
Während also bei dem elektronischen Schaltgerät, von dem die Erfindung ausgeht, die Licht emittierende Diode im labilen Schaltzustand »elektronischer Schalter gesperrt« dauernd rot leuchtet, gibt bei d:m erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgerät die Licht emittierende Diode nur eine Lichtimpulsfolge ab. Folglich ist bei dem erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgerät der im labilen schaltzustand »elektronischer Schalter gesperrte, über das Schaltgerät notwendigerweise fließende Strom geringer als bei dem Schaltgerät, von dem die Erfindung ausgeht.
In bezug auf die zu realisierenden Impulsfrequenzen der beiden Lichtimpulsfulgen sind nur zwei Gesichtspunkte zu berücksichtigen. Einerseits müsren die Impulsfrequenzen so gewählt sein, daß die Lichtimpulsfolgen von menschlichen Auge ohne weiteres wahrgenommen werden können. Andererseits müssen die
beiden Impulsfrequenzen so weit auseinanderliegen, daß erkennbar ist, daß es sich um unterschiedlicher Lichtimpulsfolgen handelt. Diese Bedingungen ist bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgerätes Rechnung getragen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Zustandsindikator während des Beeinflussungszustandes Ha eine Lichtimpulsfolge mit einer Impulsfrequenz von ca. 2 Hz. während des Beeinflussungszustandes 116 eine Lichtimpuhfolge mit einer Impulsfrequenz von ca. 10 Hz abgibt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von zwei schematischen Skizzen erläutert; es zeigt
F i g. 1 das Blockschallbild eines erfindiingsgemäßen elektronischen Schaltgerätes und
F-" i g. 2 eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Schaltgerätes.
Das in F i g. I skizzierte elektronische Schaltgerät 1 arbeitet berührungslos und besteht in seinem wesentlichen AUt-DaU aus einem ■Nnwesenheitsinciikator 2, einem von dem Anwesenheitsindikator 2 steuerbaren elektronischen Schalter 3. z. B. einem Transistor, einem Thyristor oder einem Triac, und einem Zustandsindikator 4. Das in F i g. 1 dargestellte elektronische Schaltgerät 1 ist ein optoelektronischer Annäherungsschalter, so daß zu dem Anwesenheitsindikator 2 ein Lichtsender 5 und ein Lichtempfänger 6 gehören. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Anwesenheitsindikator 2 und dem elektronischen Schalter 3 noch ein Schaltverstärker 7 vorgesehen.
Bei dem in F i g. 1 dargestellten elektronischen Schaltgerät 1 steuert der Anwesenheitsindikator 2 dann den elektronischen Schalter 3 um. wenn der Beeinflussungszustand des Anwesenheitsindikators 2 eine vorgegebene Ansprechschwelle überschreitet.
Durch den zu dem elektronischen Schaltgerät 1 nach Fig. 1 gehörenden Zustandsindikator 4 werden unterschiedliche Beeinflussungszustände des Anwesenheits-Indikators 2 angezeigt, wie dies in F i g. 2 dargestellt ist. Zunächst gibt es den Beeinflussungszustand I. bei dem der Anwesenheitsindikator 2 des elektronischen Schaltgerätes I nicht (oder so gut wie nicht) beeinflußt ist, den Beeinflussungszustand II, bei dem der Anwesenheitsindikator 2 innerhalb eines mittleren Beeinflussungsbereichcs beeinflußt ist, und den Beeinflussungszustand III.
bei dem der Anwesenheitsindikator 2 oberhalb des mittleren Beeinflussungsbereiches beeinflußt ist.
Wie die F-" i g. 2 weiter zeigt, ist bei dem erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgerät 1 der mittlere Bceinfliissungsbereich des Abstandsindikators 2, Beeinflussungszustand II. in einen unterhalb der Ansprechschwelle liegenden Beeinflussungsbereich. Beeinflus-MiiigMiiMüMii ί '·. α. und einen oberhalb der Ansprecrischwelle liegenden Beeinflussungsbereich. Beeinflus· sungszustand lli>.unterteilt.
Im übrigen handelt es sich bei dem in F i g. I dargestellten elektronischen Schaltgerät 1 insoweit um eine besonders bevorzugte Ausführungsform, als der Zustandsindikator 4 als Licht emittierende Diode (LED) ausgeführt ist und während der Beeinflussungszustände II;) und Uh des Anwesenheitsindikators 2 Lichtimpulsfolgen untu. .schiedlicher Impulsfrequcn/. abgibt, nämlich während des Beeinflussungszustandes Ha eine Lichtimpulsfolge mit einer Impulsfrequenz von ca. 1 Hz und während des Beeinflussungszustandes Hb eine Lichtimpulsfolge mit einer Impulsfrequenz von ca. 10 Hz.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Elektronisches, berührungslos arbeitendes Schaltgerät, mit einem von außen beeinflußbaren Anwesenheitsindikator, einem \on dem Anwesenheitsindikator steuerbaren elektronischen Schalter, z. B. einem Transistor, eine Thyristor oder einem Triac, und einem Zustandsindikator, wobei der Anwesenheitsindikator dann den Schaltzustand des elektronischen Schalters umsteuert, wenn der Beeinflussungszustand des Anwesenheitsindikators eine vorgegebene Ansprechschwelle überschreitet, und wobei durch den Zustandsindikator unterschiedliche Beeinflussungszustände des Anwesenheitsindikators — Anwesenheitsindikators nicht beeinflußt (Beeinflussungszustand I), Anwesenheitsindikator innerhalb eines mittleren Beeinflussungsbereiches beeinflußt (Beeinflussungszustand II), Anwesenheitsindikator oberhalb des mittleren Beeinflussungsbereiches beeinflußt (Beeinflussungszustand III) — angezeigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Beeinflussungsbereich des Anwesenheitsindikators (2) (Beeinflussungszustand II) in einen unterhalb der Ansprechschwelle liegenden Beeinflussungsbereich (Beeinflussungszustand Wa) und einen oberhalb der Ansprechschwelle liegenden Beeinflussungsbereich (Beeinflussungszustand !!^unterteilt ist, und der Zustandsindikator (4) während der Beeinflussungszustände Ha und Wb Lichtimpulsfolgen unterschiedlicher Impulsfrequenz abgibt.
2. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dak der Zustandsindikator (4) während des Beeinflussungszustandes Ha eine Lichtimpulsfolge mit einer Impulsfrequenz von ca. 2 Hz abgibt.
3. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustandsindikator (4) während des Beeinflussungszustandes HZ? eine Lichtimpulsfolge mit einer Impulsfrequenz von ca. 10 Hz abgibt.
DE3038102A 1980-10-09 1980-10-09 Elektronisches, berührungslos arbeitendes Schaltgerät Expired DE3038102C2 (de)

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